Gemischte Übungsaufgaben zur Energie

Gemischte Übungsaufgaben
Aufgabe 1
fHaft fGl
auf 0,85 0,8
Physik GK 11.1
fRoll
0,5
Räder
unbefestigtem
Untergrund
Reifen auf trockener 0,65 0,5 0,02
Fahrbahn
Reifen auf vereister 0,1 0,05 Fahrbahn
Hafer
Dichte ρ
0,63
Brennwert
14,8
1. Quartal
kg
l
MJ
kg
a) Berechne den Brennwert eines Liters Hafer.
b) Der Wirkungsgrad von Säugetieren beträgt etwa 38%, der größte Teil der Energie wird in Form von
Wärme abgegeben.
Berechne die Bewegungsenergie, die ein Pferd aus 1 Liter Hafer ‚gewinnen’ kann.
km
. Berechne die Energie, die
c) Ein Pferdegespann (Gesamtmasse m = 1800 kg) beschleunigt auf 36
h
für den Beschleunigungsvorgang benötigt wird. Vernachlässige dabei die Reibung.
Bestimme, wie viele Beschleunigungsvorgänge dieser Art sich mit 5 l Hafer durchführen lassen.
d) Berechne die Rollreibung FRoll, mit der Pferde an einer Kutsche (m = 600kg) ziehen müssen, um sie
mit konstanter Geschwindigkeit rollen zu lassen (Räder auf unbefestigtem Untergrund).
Wie viel Energie wird benötigt, um die Kutsche eine Strecke von 10 km zu ziehen?
Aufgabe 2
Der Fahrer eines Unfallwagens (m = 1000 kg) behauptet, sich an die vorgeschriebene
km
Höchstgeschwindigkeit von 70
gehalten zu haben. Da der Wagen mit blockierten Rädern
h
gebremst wurde, kann der Gerichtsgutachter eine Bremsspur am Unfallort vermessen (s = 62m). Aus
der Straßenbeschaffenheit zum Unfallzeitpunkt schließt er eine Gleitreibungszahl von fGl = 0,5.
Bestimme die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit .
Aufgabe 4
Ein Felsbrocken (m = 30 kg) fällt einen Hang hinunter. Der Hang hat eine Neigung von 30° und ist
40 m lang. Bestimme wie viel Höhenenergie in Wärmeenergie umgesetzt wurde. Welche Masse Luft
J
mLuft kann man mit dieser Energie um 1 K erwärmen? cLuft = 1005
.
g⋅K
Aufgabe 5
Ein Körper (m = 100kg) wird eine 20m lange schiefe Ebene (φ=30°) mit 20
groß ist fGl, wenn er oben mit v = 0
m
hochgestoßen. Wie
s
m
ankommt?
s
Aufgabe 6
Eine Feder besitzt die Federhärte von D = 250 N/m. Berechne, mit welcher Kraft man an der Feder
ziehen muss, um sie um 2cm auszulenken.